JP2011208569A - Temperature difference power generation device - Google Patents

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健夫 石井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature difference power generation device attaining high power generation efficiency.SOLUTION: The temperature difference power generation device 1A includes: a compressor 31 compressing heat pump working fluid; a superheater 32 provided between an evaporator 12 and a turbine 13A, superheating power generation working fluid by exchanging heat between the heat pump working fluid compressed by the compressor 31 and the power generation working fluid evaporated by the evaporator 12, and discharging the same to the turbine 13A; an expansion valve 33 expanding the heat pump working fluid discharged from the superheater 32; and a heat recovery implement 34 heating the heat pump working fluid by exchanging heat between the heat pump working fluid discharged from the expansion valve 33 and heat source fluid discharged from the evaporator 32, and discharging the same to the compressor 31.

Description

本発明は、ランキンサイクル、カリーナサイクル、ウエハラサイクル等といった外燃機関の理論サイクルを用いた温度差発電装置に関する。   The present invention relates to a temperature difference power generation apparatus using a theoretical cycle of an external combustion engine such as Rankine cycle, Carina cycle, Uehara cycle and the like.

地球温暖化対策として、二酸化炭素の排出量削減、省エネの重要性が増してきている昨今、地下から汲み出した地熱水、各種工場から排出される温排水を熱源として用いた温度差発電や、海洋表層における比較的高温の温海水と海洋深層における比較的低温の冷海水との温度差を用いた温度差発電が行われるようになってきている。
特許文献1には、外燃機関の理論サイクルの一種であるランキンサイクルの熱効率を向上した、いわゆるカリーナサイクルを用いた温度差発電装置が記載されている。また、特許文献2には、カリーナサイクルの熱効率をさらに向上した、いわゆるウエハラサイクルを用いた温度差発電装置が記載されている。
As a measure against global warming, reduction of carbon dioxide emissions and the importance of energy saving are increasing recently.Temperature difference power generation using geothermal water pumped from the ground and hot wastewater discharged from various factories as a heat source, Temperature difference power generation using a temperature difference between a relatively high temperature hot seawater in the ocean surface and a relatively low temperature cold seawater in the deep ocean has been performed.
Patent Document 1 describes a temperature difference power generation apparatus using a so-called carina cycle in which the thermal efficiency of a Rankine cycle, which is a kind of theoretical cycle of an external combustion engine, is improved. Patent Document 2 describes a temperature difference power generation apparatus using a so-called Uehara cycle, which further improves the thermal efficiency of the carina cycle.

特開昭57−200607号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-200607 特開平7−91361号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-91361

これら従来の温度差発電装置は、熱源から供給される流体と発電作動流体とを蒸発器にて熱交換することによって発電作動流体を気化し、気化した発電作動流体がタービンを駆動することによって発電するようになっているが、蒸発器から排出されてタービンへ供給される発電作動流体の温度・圧力・エンタルピは、熱源から供給される流体の温度によって決まる。例えば、熱源から供給される流体の温度が25〜200℃の中低温である場合には、タービンへ供給される発電作動流体のエンタルピは小さく、タービン駆動前後での熱落差は小さくなるため、発電効率が低くなってしまう。   These conventional temperature difference power generation devices vaporize the power generation working fluid by exchanging heat between the fluid supplied from the heat source and the power generation working fluid in the evaporator, and the vaporized power generation working fluid drives the turbine to generate power. However, the temperature, pressure, and enthalpy of the power generation working fluid discharged from the evaporator and supplied to the turbine are determined by the temperature of the fluid supplied from the heat source. For example, when the temperature of the fluid supplied from the heat source is a medium to low temperature of 25 to 200 ° C., the enthalpy of the power generation working fluid supplied to the turbine is small and the heat drop before and after driving the turbine is small. Efficiency will be low.

本発明は、前記した問題に鑑みて創案されたものであり、高い発電効率を実現することが可能な温度差発電装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a temperature difference power generation device capable of realizing high power generation efficiency.

前記課題を解決するため、本発明の温度差発電装置は、熱源から供給される熱源流体と発電作動流体とを熱交換することによって、前記発電作動流体を気化する蒸発器と、前記蒸発器に前記発電作動流体を供給するポンプと、前記蒸発器で気化した前記発電作動流体によって駆動するタービンと、前記タービンの駆動によって発電を行う発電機と、前記タービンから排出された前記発電作動流体を凝縮して前記ポンプへ排出する凝縮器と、を備える温度差発電装置であって、ヒートポンプ作動流体を圧縮する圧縮機と、前記蒸発器と前記タービンとの間に設けられ、前記圧縮機で圧縮された前記ヒートポンプ作動流体と前記蒸発器で気化した前記発電作動流体とを熱交換することによって、前記発電作動流体を過熱して前記タービンへ排出する過熱器と、前記過熱器から排出された前記ヒートポンプ作動流体を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁から排出された前記ヒートポンプ作動流体と前記蒸発器から排出された前記熱源流体とを熱交換することによって、前記ヒートポンプ作動流体を加熱して前記圧縮機へ排出する熱回収器と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a temperature difference power generation device according to the present invention includes an evaporator that vaporizes the power generation working fluid by exchanging heat between the heat source fluid supplied from the heat source and the power generation working fluid, and the evaporator. A pump for supplying the power generation working fluid; a turbine driven by the power generation working fluid vaporized by the evaporator; a generator for generating power by driving the turbine; and condensing the power generation working fluid discharged from the turbine And a condenser that discharges to the pump, and is provided between the evaporator that compresses the heat pump working fluid, the evaporator, and the turbine, and is compressed by the compressor. In addition, heat exchange between the heat pump working fluid and the power generation working fluid vaporized by the evaporator causes the power generation working fluid to be overheated and discharged to the turbine. Heat exchange between a superheater, an expansion valve that expands the heat pump working fluid discharged from the superheater, and the heat source fluid discharged from the evaporator and the heat pump working fluid discharged from the expansion valve And a heat recovery unit that heats the heat pump working fluid and discharges it to the compressor.

かかる構成によると、蒸発器で発電作動流体に与えることができなかった熱を、熱回収器でヒートポンプ作動流体に回収し、過熱器において発電作動流体に与えるので、タービン入口における発電作動流体のエンタルピを増大させ、発電効率を高めることができる。   According to such a configuration, the heat that could not be given to the power generation working fluid by the evaporator is recovered to the heat pump working fluid by the heat recovery unit and is given to the power generation working fluid by the superheater. The power generation efficiency can be increased.

また、前記温度差発電装置は、前記ポンプと前記蒸発器との間に設けられ、前記過熱器から排出された前記ヒートポンプ作動流体と前記蒸発器へ供給される前記発電作動流体とを熱交換することによって、前記ヒートポンプ作動流体を加熱して前記蒸発器へ排出する再生器をさらに備える構成であってもよい。   The temperature difference power generation device is provided between the pump and the evaporator, and exchanges heat between the heat pump working fluid discharged from the superheater and the power generation working fluid supplied to the evaporator. By this, the structure further provided with the regenerator which heats the said heat pump working fluid and discharges it to the said evaporator may be sufficient.

かかる構成によると、再生器で予め加熱された発電作動流体を蒸発器へ供給するので、熱源から供給される熱源流体の流量を低減したり、より低温の熱源流体を用いたりすることができる。また、蒸発器12を小型化することができる。   According to such a configuration, since the power generation working fluid preheated by the regenerator is supplied to the evaporator, the flow rate of the heat source fluid supplied from the heat source can be reduced, or a lower temperature heat source fluid can be used. Moreover, the evaporator 12 can be reduced in size.

また、前記温度差発電装置は、前記タービンとして、直列に組まれた二つのタービンを備えるとともに、前記発電機として、前記二つのタービンにそれぞれ対応して設けられた二つの発電機を備え、前記凝縮器は、下流側の前記タービンと流体流通可能に接続されており、上流側の前記タービンから排出された前記発電作動流体と前記凝縮器で凝縮された前記発電作動流体とを熱交換し、熱交換されたこれらの前記発電作動流体を前記ポンプへ排出する加熱器と、上流側の前記タービンから排出された前記発電作動流体と前記過熱器から排出された前記ヒートポンプ作動流体とを熱交換することによって、前記発電作動流体を加熱して下流側の前記タービンへ排出する再熱器と、をさらに備える構成であってもよい。   In addition, the temperature difference power generation device includes two turbines assembled in series as the turbine, and includes two generators provided corresponding to the two turbines as the generator, The condenser is connected to the turbine on the downstream side so that fluid can flow therethrough, and exchanges heat between the power generation working fluid discharged from the turbine on the upstream side and the power generation working fluid condensed in the condenser, Heat exchange is performed between the heat-exchanging power generation working fluid discharged to the pump, the power generation working fluid discharged from the upstream turbine, and the heat pump working fluid discharged from the superheater. By this, the structure further provided with the reheater which heats the said electric power generation working fluid and discharges | emits to the said turbine of the downstream may be sufficient.

かかる構成によると、再熱器で再加熱された発電作動流体を下流側のタービンへ供給するので、下流側の発電機における発電効率を高めることができる。   According to such a configuration, the power generation working fluid reheated by the reheater is supplied to the downstream turbine, so that the power generation efficiency of the downstream power generator can be increased.

本発明によれば、温度差発電装置において高い発電効率を実現することができる。   According to the present invention, high power generation efficiency can be realized in a temperature difference power generator.

本発明の第一の実施形態に係る温度差発電装置を模式的に示す図である。It is a figure showing typically the temperature difference power generator concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第二の実施形態に係る温度差発電装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the temperature difference power generator which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態に係る温度差発電装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the temperature difference power generator which concerns on 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態に係る温度差発電装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the temperature difference power generator which concerns on 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施形態に係る温度差発電装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the temperature difference power generator which concerns on 5th embodiment of this invention. 本発明の第六の実施形態に係る温度差発電装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the temperature difference power generator which concerns on 6th embodiment of this invention. 本発明の第七の実施形態に係る温度差発電装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the temperature difference power generator which concerns on 7th embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。各図において、各構成を繋ぐ実線は、各流体が流通するパイプである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. Similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In each figure, the solid line connecting the components is a pipe through which each fluid flows.

<第一の実施形態>
まず、本発明の第一の実施形態に係る温度差発電装置について、図1を参照して説明する。図1に示すように、本発明の第一の実施形態に係る温度差発電装置1Aは、ランキンサイクルを用いた装置であって、ランキンサイクル回路の構成要素として、ポンプ11Aと、蒸発器12と、タービン13Aと、発電機14Aと、凝縮器15と、タンク16Aと、を備えるとともに、ヒートポンプ回路の構成要素として、圧縮機31と、過熱器32と、膨張弁33と、熱回収器34と、を備える。
<First embodiment>
First, a temperature difference power generator according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a temperature difference power generator 1A according to a first embodiment of the present invention is an apparatus using a Rankine cycle, and includes a pump 11A, an evaporator 12, And a turbine 13A, a generator 14A, a condenser 15, and a tank 16A, and as a component of the heat pump circuit, a compressor 31, a superheater 32, an expansion valve 33, and a heat recovery device 34 .

≪ランキンサイクル回路≫
ポンプ11Aは、ランキンサイクル回路内の発電作動流体(例えば、低沸点媒体であるアンモニア、ペンタン等)の流れを発生するものであって、発電作動流体を蒸発器12へ供給する。
≪Rankin cycle circuit≫
The pump 11 </ b> A generates a flow of a power generation working fluid (for example, ammonia or pentane which is a low boiling point medium) in the Rankine cycle circuit, and supplies the power generation working fluid to the evaporator 12.

すなわち、ポンプ11Aの下流側端部は、パイプを介して蒸発器12に流体流通可能に接続されている。   That is, the downstream end of the pump 11A is connected to the evaporator 12 through a pipe so that fluid can flow.

蒸発器12は、加熱用の熱源H1から供給された中低温(25〜200℃。好ましくは、70〜200℃。)の熱源流体(例えば、工場から排出された排気ガス等)と、ポンプ11Aから供給された発電作動流体と、を熱交換することによって、発電作動流体を加熱して気化する熱交換器である。熱交換後、熱源流体は、熱回収器34へ排出され、気化した発電作動流体は、過熱器32を介してタービン13Aへ排出される。   The evaporator 12 includes a medium-low temperature (25 to 200 ° C., preferably 70 to 200 ° C.) heat source fluid (for example, exhaust gas discharged from a factory) supplied from a heating heat source H1, and a pump 11A. This is a heat exchanger that heats and vaporizes the power generation working fluid by exchanging heat with the power generation working fluid supplied from. After heat exchange, the heat source fluid is discharged to the heat recovery unit 34, and the vaporized power generation working fluid is discharged to the turbine 13A via the superheater 32.

すなわち、蒸発器12は、熱源流体が流通する流路と、発電作動流体が流通する流路と、を備えており、熱源流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して熱源H1に流体流通可能に接続されており、熱源流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して熱回収器34に流体流通可能に接続されている。また、発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介してポンプ11Aに流体流通可能に接続されており、発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して過熱器32に流体流通可能に接続されている。   That is, the evaporator 12 includes a flow path through which the heat source fluid flows and a flow path through which the power generation working fluid flows, and an upstream end of the heat source fluid flow path is connected to the heat source H1 via a pipe. The downstream end of the flow path for the heat source fluid is connected to the heat recovery unit 34 via a pipe so that the fluid can flow. The upstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected to the pump 11A through a pipe so that the fluid can flow, and the downstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected via the pipe. It is connected to the superheater 32 so that fluid can flow.

タービン13Aは、蒸発器12から排出された発電作動流体(気化済み)によって回転駆動する翼状体である。タービン13Aを回転駆動させた発電作動流体は、凝縮器15へ排出される。   The turbine 13 </ b> A is a wing-like body that is rotationally driven by the power generation working fluid (vaporized) discharged from the evaporator 12. The power generation working fluid that rotationally drives the turbine 13 </ b> A is discharged to the condenser 15.

すなわち、タービン13Aの上流側端部は、パイプを介して過熱器32に流体流通可能に接続されており、タービン13Aの下流側端部は、パイプを介して凝縮器15に流体流通可能に接続されている。   That is, the upstream end of the turbine 13A is connected to the superheater 32 through a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the turbine 13A is connected to the condenser 15 through a pipe so that fluid can flow. Has been.

発電機14Aは、タービン13Aに連結されており、タービンの回転によって発電を行う装置である。   The generator 14A is connected to the turbine 13A and is a device that generates power by rotating the turbine.

凝縮器15は、タービン13Aから排出された発電作動流体と、冷却用の熱源H2から供給される冷却用流体(例えば、海水、冷却塔水等)と、を熱交換することによって、発電作動流体を冷却して凝縮する熱交換器である。熱交換後、発電作動流体は、タンク16Aへ排出される。   The condenser 15 exchanges heat between the power generation working fluid discharged from the turbine 13A and the cooling fluid (for example, seawater, cooling tower water, etc.) supplied from the cooling heat source H2, thereby generating power generation working fluid. It is a heat exchanger that cools and condenses. After the heat exchange, the power generation working fluid is discharged to the tank 16A.

すなわち、凝縮器15は、冷却用流体が流通する流路と、発電作動流体が流通する流路と、を備えており、冷却用流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して熱源H2に流体流通可能に接続されており、冷却用流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して外部装置に流体流通可能に接続されている。また、発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介してタービン13Aに流体流通可能に接続されており、発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介してタンク16Aに流体流通可能に接続されている。   That is, the condenser 15 includes a flow path through which the cooling fluid flows and a flow path through which the power generation working fluid flows, and an upstream end of the cooling fluid flow path is connected via a pipe. It is connected to the heat source H2 so that fluid can flow, and the downstream end of the cooling fluid flow path is connected to an external device via a pipe so that fluid can flow. Further, the upstream end of the flow path for power generation working fluid is connected to the turbine 13A through a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the flow path for power generation working fluid is connected via a pipe. It is connected to the tank 16A so that fluid can flow therethrough.

タンク16Aには、凝縮器15から排出された発電作動流体が一時貯留される。タンク16A内の発電作動流体は、ポンプ11Aの駆動によって汲み出され、再度蒸発器12へ供給される。   In the tank 16A, the power generation working fluid discharged from the condenser 15 is temporarily stored. The power generation working fluid in the tank 16 </ b> A is pumped out by driving the pump 11 </ b> A and supplied to the evaporator 12 again.

すなわち、タンク16Aの上流側端部は、パイプを介して凝縮器15に流体流通可能に接続されており、タンク16Aの下流側端部は、パイプを介してポンプ11Aに流体流通可能に接続されている。   That is, the upstream end of the tank 16A is connected to the condenser 15 via a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the tank 16A is connected to the pump 11A via a pipe so that fluid can flow. ing.

≪ヒートポンプ回路≫
圧縮機31は、ヒートポンプ回路内のヒートポンプ作動流体(例えば、アンモニア、二酸化炭素等)の流れを発生するものであって、ヒートポンプ作動流体を圧縮し、蒸発器12で気化した発電作動流体よりも高温にして過熱器32へ供給する。
≪Heat pump circuit≫
The compressor 31 generates a flow of a heat pump working fluid (for example, ammonia, carbon dioxide, etc.) in the heat pump circuit, compresses the heat pump working fluid, and has a higher temperature than the power generation working fluid vaporized by the evaporator 12. To supply to the superheater 32.

すなわち、圧縮機31の下流側端部は、パイプを介して過熱器32に流体流通可能に接続されている。   That is, the downstream end of the compressor 31 is connected to the superheater 32 through a pipe so that fluid can flow.

過熱器32は、圧縮機31から供給されるヒートポンプ作動流体と、蒸発器12から排出された発電作動流体と、を熱交換することよって、蒸発器12で気化した発電作動流体をさらに過熱する熱交換器である。熱交換後、ヒートポンプ作動流体は、膨張弁33へ排出され、発電作動流体は、タービン13Aへ排出される。   The superheater 32 exchanges heat between the heat pump working fluid supplied from the compressor 31 and the power generation working fluid discharged from the evaporator 12, thereby further heating the power generation working fluid vaporized in the evaporator 12. It is an exchanger. After heat exchange, the heat pump working fluid is discharged to the expansion valve 33, and the power generation working fluid is discharged to the turbine 13A.

すなわち、過熱器32は、ヒートポンプ作動流体が流通する流路と、発電作動流体が流通する流路と、を備えており、ヒートポンプ作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して圧縮機31に流体流通可能に接続されており、ヒートポンプ作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して膨張弁33に流体流通可能に接続されている。また、発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して蒸発器12に流体流通可能に接続されており、発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介してタービン13Aに流体流通可能に接続されている。   That is, the superheater 32 includes a flow path through which the heat pump working fluid flows and a flow path through which the power generation working fluid flows, and the upstream end of the heat pump working fluid flow path is connected via a pipe. It is connected to the compressor 31 so that fluid can flow, and the downstream end of the flow path for the heat pump working fluid is connected to the expansion valve 33 via a pipe so that fluid can flow. Further, the upstream end of the flow path for power generation working fluid is connected to the evaporator 12 through a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the flow path for power generation working fluid is connected via a pipe. The turbine 13A is connected to be able to flow fluid.

膨張弁33は、過熱器32から排出されたヒートポンプ作動流体を減圧して膨張(体積増加)させる弁である。膨張後、ヒートポンプ作動流体は、熱回収器34へ排出される。   The expansion valve 33 is a valve that decompresses and expands (increases the volume) the heat pump working fluid discharged from the superheater 32. After expansion, the heat pump working fluid is discharged to the heat recovery unit 34.

すなわち、膨張弁33の上流側端部は、パイプを介して過熱器32に流体流通可能に接続されており、膨張弁33の下流側端部は、パイプを介して熱回収器34に流体流通可能に接続されている。   That is, the upstream end of the expansion valve 33 is connected to the superheater 32 via a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the expansion valve 33 is fluidly connected to the heat recovery unit 34 via the pipe. Connected as possible.

熱回収器34は、蒸発器12から排出された熱源流体と、膨張弁33から排出されたヒートポンプ作動流体と、を熱交換することによって、ヒートポンプ作動流体を加熱するとともに熱源流体を冷却する熱交換器である。熱交換後、ヒートポンプ作動流体は、圧縮機31へ排出され、熱源流体は、外部へ排出される。   The heat recovery unit 34 heat-exchanges the heat source fluid discharged from the evaporator 12 and the heat pump working fluid discharged from the expansion valve 33, thereby heating the heat pump working fluid and cooling the heat source fluid. It is a vessel. After heat exchange, the heat pump working fluid is discharged to the compressor 31 and the heat source fluid is discharged to the outside.

すなわち、熱回収器34は、熱源流体が流通する流路と、ヒートポンプ作動流体が流通する流路と、を備えており、熱源流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して蒸発器12に流体流通可能に接続されており、熱源流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して外部装置に流体流通可能に接続されている。また、ヒートポンプ作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して膨張弁33に流体流通可能に接続されており、ヒートポンプ作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して圧縮機31に流体流通可能に接続されている。   That is, the heat recovery device 34 includes a flow path through which the heat source fluid flows and a flow path through which the heat pump working fluid flows, and the upstream end of the heat source fluid flow path evaporates through the pipe. The downstream end of the flow path for the heat source fluid is connected to an external device through a pipe so that the fluid can flow. The upstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the expansion valve 33 via a pipe so that fluid can flow therethrough, and the downstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the pipe via the pipe. The compressor 31 is connected so that fluid can flow.

本発明の第一の実施形態に係る温度差発電装置1Aにおいて、熱源H1から供給される熱源流体は、蒸発器12→熱回収器34の順に流れて外部へ排出される。また、熱源H2から供給される冷却用流体は、凝縮器15を流れて外部へ排出される。また、発電作動流体は、ポンプ11A→蒸発器12→過熱器32→タービン13A→凝縮器15→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順にランキンサイクル回路内を循環する。また、ヒートポンプ作動流体は、圧縮機31→過熱器32→膨張弁33→熱回収器34→圧縮機31→・・・の順にヒートポンプ回路内を循環する。   In the temperature difference power generator 1A according to the first embodiment of the present invention, the heat source fluid supplied from the heat source H1 flows in the order of the evaporator 12 → the heat recovery unit 34 and is discharged to the outside. Further, the cooling fluid supplied from the heat source H2 flows through the condenser 15 and is discharged to the outside. The power generation working fluid circulates in the Rankine cycle circuit in the order of pump 11A → evaporator 12 → superheater 32 → turbine 13A → condenser 15 → tank 16A → pump 11A →. The heat pump working fluid circulates in the heat pump circuit in the order of the compressor 31 → the superheater 32 → the expansion valve 33 → the heat recovery device 34 → the compressor 31 →.

圧縮機31の圧縮効率が70%、タービン13A及び発電機14Aの発電効率が10%の場合には、ヒートポンプ回路の成績係数を14.3(=1÷0.7÷0.1)以上とする必要があり、この場合には、過熱器32へ供給されるヒートポンプ作動流体の温度を41℃、過熱器32から排出されるヒートポンプ作動流体の温度を20℃、とすることによって温度差発電装置1Aを作動させることができる。   When the compression efficiency of the compressor 31 is 70% and the power generation efficiency of the turbine 13A and the generator 14A is 10%, the coefficient of performance of the heat pump circuit is 14.3 (= 1 ÷ 0.7 ÷ 0.1) or more. In this case, by setting the temperature of the heat pump working fluid supplied to the superheater 32 to 41 ° C. and the temperature of the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 to 20 ° C., the temperature difference power generator 1A can be activated.

なお、本発明の第一の実施形態に係る温度差発電装置1Aは、発電作動流体としてアンモニアを用いるとともにヒートポンプ作動流体としてアンモニアを用い、蒸発器12に供給される熱源流体の温度を85.0℃、過熱器32に供給されるヒートポンプ作動流体の温度を110.0℃、過熱器32から排出されるヒートポンプ作動流体の温度を80.0℃、過熱器32に供給される発電作動流体の温度を75.0℃、過熱器32から排出される発電作動流体の温度を105.0℃としたとき、(ヒートポンプ回路を有していない従来のランキンサイクルを用いた発電装置の発電効率を100.0として換算したところ、)圧縮機31での使用電力を差し引いて、最大で203.0の発電効率を得ることができる。
また、本発明の第一の実施形態に係る温度差発電装置1Aは、発電作動流体としてアンモニアを用いるとともにヒートポンプ作動流体としてアンモニアを用い、蒸発器12に供給される熱源流体の温度を85.0℃、過熱器32に供給されるヒートポンプ作動流体の温度を120.0℃、過熱器32から排出されるヒートポンプ作動流体の温度を82.6℃、過熱器32に供給される発電作動流体の温度を75.0℃、過熱器32から排出される発電作動流体の温度を115.0℃としたとき、(ヒートポンプ回路を有していない従来のランキンサイクルを用いた発電装置の発電効率を100.0として換算したところ、)圧縮機31での使用電力を差し引いて、最大で230.9の発電効率を得ることができる。
The temperature difference power generator 1A according to the first embodiment of the present invention uses ammonia as a power generation working fluid and ammonia as a heat pump working fluid, and the temperature of the heat source fluid supplied to the evaporator 12 is 85.0. ℃, the temperature of the heat pump working fluid supplied to the superheater 32 is 110.0 ℃, the temperature of the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 is 80.0 ℃, the temperature of the power generation working fluid supplied to the superheater 32 Is 55.0 ° C., and the temperature of the power generation working fluid discharged from the superheater 32 is 105.0 ° C. (the power generation efficiency of the power generation apparatus using the conventional Rankine cycle having no heat pump circuit is 100. When converted to 0), the power generation efficiency of 203.0 at the maximum can be obtained by subtracting the power used in the compressor 31).
Further, the temperature difference power generator 1A according to the first embodiment of the present invention uses ammonia as a power generation working fluid and ammonia as a heat pump working fluid, and sets the temperature of the heat source fluid supplied to the evaporator 12 to 85.0. ° C, the temperature of the heat pump working fluid supplied to the superheater 32 is 120.0 ° C, the temperature of the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 is 82.6 ° C, and the temperature of the power generation working fluid supplied to the superheater 32 Is 55.0 ° C. and the temperature of the power generation working fluid discharged from the superheater 32 is 115.0 ° C. (the power generation efficiency of the power generation apparatus using the conventional Rankine cycle not having the heat pump circuit is 100. When converted to 0), the power generation efficiency of 230.9 at maximum can be obtained by subtracting the power used in the compressor 31).

本発明の第一の実施形態に係る温度差発電装置1Aは、蒸発器12で発電作動流体に与えることができなかった熱を、熱回収器34でヒートポンプ作動流体に回収し、過熱器32において発電作動流体に与えるので、タービン13A入口における発電作動流体のエンタルピを増大させ、発電効率を高めることができる。   The temperature difference power generation device 1A according to the first embodiment of the present invention recovers heat that could not be given to the power generation working fluid by the evaporator 12 to the heat pump working fluid by the heat recovery unit 34, and Since it is given to the power generation working fluid, the enthalpy of the power generation working fluid at the inlet of the turbine 13A can be increased and the power generation efficiency can be increased.

<第二の実施形態>
続いて、本発明の第二の実施形態に係る温度差発電装置について、第一の実施形態に係る温度差発電装置1Aとの相違点を中心に、図2を参照して説明する。図2に示すように、本発明の第二の実施形態に係る温度差発電装置1Bは、ランキンサイクルを用いた装置であって、ヒートポンプ回路の構成要素として、再生器35をさらに備える。
<Second Embodiment>
Subsequently, a temperature difference power generation device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 with a focus on differences from the temperature difference power generation device 1A according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the temperature difference power generation device 1B according to the second embodiment of the present invention is a device using a Rankine cycle, and further includes a regenerator 35 as a component of the heat pump circuit.

再生器35は、ポンプ11Aから排出された発電作動流体と、過熱器32から排出されたヒートポンプ作動流体と、を熱交換することによって、発電作動流体を加熱する熱交換器である。熱交換後、発電作動流体は、蒸発器12へ排出され、ヒートポンプ作動流体は、膨張弁33へ排出される。   The regenerator 35 is a heat exchanger that heats the power generation working fluid by exchanging heat between the power generation working fluid discharged from the pump 11 </ b> A and the heat pump working fluid discharged from the superheater 32. After the heat exchange, the power generation working fluid is discharged to the evaporator 12, and the heat pump working fluid is discharged to the expansion valve 33.

すなわち、再生器35は、発電作動流体が流通する流路と、ヒートポンプ作動流体が流通する流路と、を備えており、発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介してポンプ11Aに流体流通可能に接続されており、発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して蒸発器12に流体流通可能に接続されている。また、ヒートポンプ作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して過熱器32に流体流通可能に接続されており、ヒートポンプ作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して膨張弁33に流体流通可能に接続されている。   That is, the regenerator 35 includes a flow path through which the power generation working fluid flows and a flow path through which the heat pump working fluid flows, and the upstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected via a pipe. The fluid is connected to the pump 11A so that fluid can flow, and the downstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected to the evaporator 12 via a pipe so that fluid can flow. The upstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the superheater 32 through a pipe so that the fluid can flow therethrough, and the downstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the pipe via the pipe. The expansion valve 33 is connected to be able to flow fluid.

本発明の第二の実施形態に係る温度差発電装置1Bにおいて、熱源H1から供給される熱源流体は、蒸発器12→熱回収器34の順に流れて外部へ排出される。また、熱源H2から供給される冷却用流体は、凝縮器15を流れて外部へ排出される。また、発電作動流体は、ポンプ11A→再生器35→蒸発器12→過熱器32→タービン13A→凝縮器15→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順にランキンサイクル回路内を循環する。また、ヒートポンプ作動流体は、圧縮機31→過熱器32→再生器35→膨張弁33→熱回収器34→圧縮機31→・・・の順にヒートポンプ回路内を循環する。   In the temperature difference power generator 1B according to the second embodiment of the present invention, the heat source fluid supplied from the heat source H1 flows in the order of the evaporator 12 → the heat recovery unit 34 and is discharged to the outside. Further, the cooling fluid supplied from the heat source H2 flows through the condenser 15 and is discharged to the outside. The power generation working fluid circulates in the Rankine cycle circuit in the order of pump 11A → regenerator 35 → evaporator 12 → superheater 32 → turbine 13A → condenser 15 → tank 16A → pump 11A →. The heat pump working fluid circulates in the heat pump circuit in the order of the compressor 31 → the superheater 32 → the regenerator 35 → the expansion valve 33 → the heat recovery device 34 → the compressor 31 →.

なお、本発明の第二の実施形態に係る温度差発電装置1Bは、発電作動流体としてアンモニアを用いるとともにヒートポンプ作動流体としてアンモニアを用い、蒸発器12に供給される熱源流体の温度を85.0℃、過熱器32に供給されるヒートポンプ作動流体の温度を110.0℃、過熱器32から排出されるヒートポンプ作動流体の温度を80.0℃、過熱器32に供給される発電作動流体の温度を75.0℃、過熱器32から排出される発電作動流体の温度を105.0℃としたとき、(ヒートポンプ回路を有していない従来のランキンサイクルを用いた発電装置の発電効率を100として換算したところ、)圧縮機31での使用電力を差し引いて、最大で203.0の発電効率を得ることができる。
また、本発明の第二の実施形態に係る温度差発電装置1Bは、発電作動流体としてアンモニアを用いるとともにヒートポンプ作動流体としてアンモニアを用い、蒸発器12に供給される熱源流体の温度を85.0℃、過熱器32に供給されるヒートポンプ作動流体の温度を120.0℃、過熱器32から排出されるヒートポンプ作動流体の温度を82.6℃、過熱器32に供給される発電作動流体の温度を75.0℃、過熱器32から排出される発電作動流体の温度を115.0℃としたとき、(ヒートポンプ回路を有していない従来のランキンサイクルを用いた発電装置の発電効率を100.0として換算したところ、)圧縮機31での使用電力を差し引いて、最大で230.7の発電効率を得ることができる。
The temperature difference power generator 1B according to the second embodiment of the present invention uses ammonia as a power generation working fluid and ammonia as a heat pump working fluid, and the temperature of the heat source fluid supplied to the evaporator 12 is 85.0. ℃, the temperature of the heat pump working fluid supplied to the superheater 32 is 110.0 ℃, the temperature of the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 is 80.0 ℃, the temperature of the power generation working fluid supplied to the superheater 32 Is 75.0 ° C., and the temperature of the power generation working fluid discharged from the superheater 32 is 105.0 ° C. (assuming that the power generation efficiency of a power generator using a conventional Rankine cycle not having a heat pump circuit is 100) When converted, the power generation efficiency of 203.0 at the maximum can be obtained by subtracting the power used in the compressor 31).
Moreover, the temperature difference power generation device 1B according to the second embodiment of the present invention uses ammonia as the power generation working fluid and ammonia as the heat pump working fluid, and sets the temperature of the heat source fluid supplied to the evaporator 12 to 85.0. ° C, the temperature of the heat pump working fluid supplied to the superheater 32 is 120.0 ° C, the temperature of the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 is 82.6 ° C, and the temperature of the power generation working fluid supplied to the superheater 32 Is 55.0 ° C. and the temperature of the power generation working fluid discharged from the superheater 32 is 115.0 ° C. (the power generation efficiency of the power generation apparatus using the conventional Rankine cycle not having the heat pump circuit is 100. When converted to 0), the power generation efficiency of 230.7 at the maximum can be obtained by subtracting the power used in the compressor 31).

本発明の第二の実施形態に係る温度差発電装置1Bは、再生器35で予め加熱された発電作動流体を蒸発器12へ供給するので、熱源H1から供給される熱源流体の流量を低減したり、より低温の熱源流体を用いたりすることができる。また、蒸発器12を小型化することができる。   Since the temperature difference power generation device 1B according to the second embodiment of the present invention supplies the power generation working fluid preheated by the regenerator 35 to the evaporator 12, the flow rate of the heat source fluid supplied from the heat source H1 is reduced. Or a lower temperature heat source fluid can be used. Moreover, the evaporator 12 can be reduced in size.

<第三の実施形態>
続いて、本発明の第三の実施形態に係る温度差発電装置について、第一の実施形態に係る温度差発電装置1Aとの相違点を中心に、図3を参照して説明する。図3に示すように、本発明の第三の実施形態に係る温度差発電装置1Cは、カリーナサイクルを用いた装置であって、カリーナサイクル回路の構成要素として、気液分離器17と、再生器18と、減圧弁19と、吸収器20と、をさらに備える。すなわち、ランキンサイクル回路にこれらの構成要素を追加したものが、カリーナサイクル回路である。
<Third embodiment>
Subsequently, a temperature difference power generation device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 with a focus on differences from the temperature difference power generation device 1A according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the temperature difference power generation device 1C according to the third embodiment of the present invention is a device using a carina cycle, and includes a gas-liquid separator 17 and a regeneration unit as components of the carina cycle circuit. The container 18, the pressure reducing valve 19, and the absorber 20 are further provided. That is, the Carina cycle circuit is obtained by adding these components to the Rankine cycle circuit.

気液分離器17は、蒸発器12から排出された発電作動流体を、気体と液体とに分離するものである。分離後、気体(発電作動流体)は、過熱器32へ排出され、液体(発電作動流体)は、再生器18へ排出される。   The gas-liquid separator 17 separates the power generation working fluid discharged from the evaporator 12 into a gas and a liquid. After separation, the gas (power generation working fluid) is discharged to the superheater 32, and the liquid (power generation working fluid) is discharged to the regenerator 18.

すなわち、気液分離器17の上流側端部は、パイプを介して蒸発器12に流体流通可能に接続されており、気液分離器17の下流側端部は、パイプを介して過熱器32及び再生器18に流体流通可能に接続されている。   That is, the upstream end of the gas-liquid separator 17 is connected to the evaporator 12 via a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the gas-liquid separator 17 is connected to the superheater 32 via a pipe. And it is connected to the regenerator 18 so that fluid can flow.

再生器18は、ポンプ11Aから排出された発電作動流体と、気液分離器17から排出された液体(発電作動流体)と、を熱交換することによって、発電作動流体を加熱する熱交換器である。熱交換後、発電作動流体は、蒸発器12へ排出され、液体(発電作動流体)は、減圧弁19へ排出される。   The regenerator 18 is a heat exchanger that heats the power generation working fluid by exchanging heat between the power generation working fluid discharged from the pump 11A and the liquid (power generation working fluid) discharged from the gas-liquid separator 17. is there. After heat exchange, the power generation working fluid is discharged to the evaporator 12, and the liquid (power generation working fluid) is discharged to the pressure reducing valve 19.

すなわち、再生器18は、発電作動流体が流通する流路と、液体(発電作動流体)が流通する流路と、を備えており、発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介してポンプ11Aに流体流通可能に接続されており、発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して蒸発器12に流体流通可能に接続されている。また、液体(発電作動流体)用の流路の上流側端部は、パイプを介して気液分離器17に流体流通可能に接続されており、液体(発電作動流体)用の流路の下流側端部は、パイプを介して減圧弁19に流体流通可能に接続されている。   That is, the regenerator 18 includes a flow path through which a power generation working fluid flows and a flow path through which a liquid (power generation working fluid) flows. An upstream end of the flow path for the power generation working fluid is a pipe. The downstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected to the evaporator 12 via a pipe so that the fluid can flow. The upstream end of the liquid (power generation working fluid) flow path is connected to the gas-liquid separator 17 through a pipe so that fluid can flow, and is downstream of the liquid (power generation working fluid) flow path. The side end portion is connected to the pressure reducing valve 19 through a pipe so that fluid can flow.

減圧弁19は、再生器18から排出された液体を減圧する弁である。減圧後、液体(発電作動流体)は、吸収器20へ排出される。   The pressure reducing valve 19 is a valve for reducing the pressure of the liquid discharged from the regenerator 18. After decompression, the liquid (power generation working fluid) is discharged to the absorber 20.

すなわち、減圧弁19の上流側端部は、パイプを介して再生器18に流体流通可能に接続されており、減圧弁19の下流側端部は、パイプを介して吸収器20に流体流通可能に接続されている。   That is, the upstream end of the pressure reducing valve 19 is connected to the regenerator 18 through a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the pressure reducing valve 19 can flow into the absorber 20 through a pipe. It is connected to the.

吸収器20は、減圧弁19から排出された液体(発電作動流体)をタービン13Aから排出された発電作動流体に吸収するものである。吸収後、発電作動流体は、凝縮器15へ排出される。   The absorber 20 absorbs the liquid (power generation working fluid) discharged from the pressure reducing valve 19 into the power generation working fluid discharged from the turbine 13A. After absorption, the power generation working fluid is discharged to the condenser 15.

すなわち、吸収器20の上流側端部は、パイプを介してタービン13A及び減圧弁19に流体流通可能に接続されており、吸収器20の下流側端部は、パイプを介して凝縮器15に流体流通可能に接続されている。   That is, the upstream end of the absorber 20 is connected to the turbine 13A and the pressure reducing valve 19 via a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the absorber 20 is connected to the condenser 15 via a pipe. Connected to allow fluid flow.

本発明の第三の実施形態に係る温度差発電装置1Cにおいて、熱源H1から供給される熱源流体は、蒸発器12→熱回収器34の順に流れて外部へ排出される。また、熱源H2から供給される冷却用流体は、凝縮器15を流れて外部へ排出される。また、発電作動流体は、ポンプ11A→再生器18→蒸発器12→気液分離器17→過熱器32→タービン13A→吸収器20→凝縮器15→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順、又は、ポンプ11A→再生器18→蒸発器12→気液分離器17→再生器18→減圧弁19→吸収器20→凝縮器15→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順にカリーナサイクル回路内を循環する。また、ヒートポンプ作動流体は、圧縮機31→過熱器32→膨張弁33→熱回収器34→圧縮機31→・・・の順にヒートポンプ回路内を循環する。   In the temperature difference power generator 1C according to the third embodiment of the present invention, the heat source fluid supplied from the heat source H1 flows in the order of the evaporator 12 → the heat recovery device 34 and is discharged to the outside. Further, the cooling fluid supplied from the heat source H2 flows through the condenser 15 and is discharged to the outside. The power generation working fluid is in the order of pump 11A → regenerator 18 → evaporator 12 → gas-liquid separator 17 → superheater 32 → turbine 13A → absorber 20 → condenser 15 → tank 16A → pump 11A →. Or, the carina cycle circuit in the order of the pump 11A → the regenerator 18 → the evaporator 12 → the gas-liquid separator 17 → the regenerator 18 → the pressure reducing valve 19 → the absorber 20 → the condenser 15 → the tank 16A → the pump 11A →. Circulate inside. The heat pump working fluid circulates in the heat pump circuit in the order of the compressor 31 → the superheater 32 → the expansion valve 33 → the heat recovery device 34 → the compressor 31 →.

なお、本発明の第三の実施形態に係る温度差発電装置1Cは、発電作動流体としてアンモニアと水との混合物を用いるとともにヒートポンプ作動流体としてアンモニアを用い、蒸発器12に供給される熱源流体の温度を28.0℃、過熱器32に供給されるヒートポンプ作動流体の温度を60.0℃、過熱器32から排出されるヒートポンプ作動流体の温度を40.0℃、過熱器32に供給される発電作動流体の温度を25.6℃、過熱器32から排出される発電作動流体の温度を55.0℃としたとき、(ヒートポンプ回路を有していない従来のカリーナサイクルを用いた発電装置の発電効率を100.0として換算したところ、)圧縮機31での使用電力を差し引いて、最大で176.0の発電効率を得ることができる。
また、本発明の第三の実施形態に係る温度差発電装置1Cは、発電作動流体としてアンモニアと水との混合物を用いるとともにヒートポンプ作動流体としてアンモニアを用い、蒸発器12に供給される熱源流体の温度を28.0℃、過熱器32に供給されるヒートポンプ作動流体の温度を70℃、過熱器32から排出されるヒートポンプ作動流体の温度を40.0℃、過熱器32に供給される発電作動流体の温度を25.6℃、過熱器32から排出される発電作動流体の温度を65.0℃としたとき、(ヒートポンプ回路を有していない従来のカリーナサイクルを用いた発電装置の発電効率を100.0として換算したところ、)圧縮機31での使用電力を差し引いて、最大で194.1の発電効率を得ることができる。
The temperature difference power generator 1C according to the third embodiment of the present invention uses a mixture of ammonia and water as a power generation working fluid and also uses ammonia as a heat pump working fluid, and the heat source fluid supplied to the evaporator 12 The temperature is 28.0 ° C., the temperature of the heat pump working fluid supplied to the superheater 32 is 60.0 ° C., the temperature of the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 is 40.0 ° C., and the superheater 32 is supplied. When the temperature of the power generation working fluid is 25.6 ° C. and the temperature of the power generation working fluid discharged from the superheater 32 is 55.0 ° C. (of a power generation device using a conventional carina cycle that does not have a heat pump circuit) When the power generation efficiency is converted to 100.0, the power generation efficiency of 176.0 at the maximum can be obtained by subtracting the power used in the compressor 31).
In addition, the temperature difference power generation device 1C according to the third embodiment of the present invention uses a mixture of ammonia and water as a power generation working fluid and uses ammonia as a heat pump working fluid, and the heat source fluid supplied to the evaporator 12 The temperature is 28.0 ° C., the temperature of the heat pump working fluid supplied to the superheater 32 is 70 ° C., the temperature of the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 is 40.0 ° C., and the power generation operation supplied to the superheater 32 When the temperature of the fluid is 25.6 ° C. and the temperature of the power generation working fluid discharged from the superheater 32 is 65.0 ° C. (the power generation efficiency of the power generation apparatus using a conventional carina cycle not having a heat pump circuit) The power generation efficiency of 194.1 at the maximum can be obtained by subtracting the power used in the compressor 31).

本発明の第三の実施形態に係る温度差発電装置1Cは、再生器18で予め加熱された発電作動流体を蒸発器12へ供給するので、熱源H1から供給される熱源流体の流量を低減したり、より低温の熱源流体を用いたりすることができる。   Since the temperature difference power generation device 1C according to the third embodiment of the present invention supplies the power generation working fluid preheated by the regenerator 18 to the evaporator 12, the flow rate of the heat source fluid supplied from the heat source H1 is reduced. Or a lower temperature heat source fluid can be used.

<第四の実施形態>
続いて、本発明の第四の実施形態に係る温度差発電装置について、第三の実施形態に係る温度差発電装置1Cとの相違点を中心に、図4を参照して説明する。図4に示すように、本発明の第四の実施形態に係る温度差発電装置1Dは、カリーナサイクルを用いた装置であって、ヒートポンプ回路の構成要素として、再生器35をさらに備える。
<Fourth embodiment>
Next, a temperature difference power generation device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 with a focus on differences from the temperature difference power generation device 1C according to the third embodiment. As shown in FIG. 4, the temperature difference power generation device 1D according to the fourth embodiment of the present invention is a device using a carina cycle, and further includes a regenerator 35 as a component of the heat pump circuit.

再生器35は、再生器18から排出された発電作動流体と、過熱器32から排出されたヒートポンプ作動流体と、を熱交換することによって、発電作動流体を加熱する熱交換器である。熱交換後、発電作動流体は、蒸発器12へ排出され、ヒートポンプ作動流体は、膨張弁33へ排出される。   The regenerator 35 is a heat exchanger that heats the power generation working fluid by exchanging heat between the power generation working fluid discharged from the regenerator 18 and the heat pump working fluid discharged from the superheater 32. After the heat exchange, the power generation working fluid is discharged to the evaporator 12, and the heat pump working fluid is discharged to the expansion valve 33.

すなわち、再生器35は、発電作動流体が流通する流路と、ヒートポンプ作動流体が流通する流路と、を備えており、発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して再生器18に流体流通可能に接続されており、発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して蒸発器12に流体流通可能に接続されている。また、ヒートポンプ作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して過熱器32に流体流通可能に接続されており、ヒートポンプ作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して膨張弁33に流体流通可能に接続されている。   That is, the regenerator 35 includes a flow path through which the power generation working fluid flows and a flow path through which the heat pump working fluid flows, and the upstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected via a pipe. It is connected to the regenerator 18 so that fluid can flow, and the downstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected to the evaporator 12 via a pipe so that fluid can flow. The upstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the superheater 32 through a pipe so that the fluid can flow therethrough, and the downstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the pipe via the pipe. The expansion valve 33 is connected to be able to flow fluid.

本発明の第四の実施形態に係る温度差発電装置1Dにおいて、熱源H1から供給される熱源流体は、蒸発器12→熱回収器34の順に流れて外部へ排出される。また、熱源H2から供給される冷却用流体は、凝縮器15を流れて外部へ排出される。また、発電作動流体は、ポンプ11A→再生器18→再生器35→蒸発器12→気液分離器17→過熱器32→タービン13A→吸収器20→凝縮器15→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順、又は、ポンプ11A→再生器18→再生器35→蒸発器12→気液分離器17→再生器18→減圧弁19→吸収器20→凝縮器15→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順にカリーナサイクル回路内を循環する。また、ヒートポンプ作動流体は、圧縮機31→過熱器32→再生器35→膨張弁33→熱回収器34→圧縮機31→・・・の順にヒートポンプ回路内を循環する。   In the temperature difference power generator 1D according to the fourth embodiment of the present invention, the heat source fluid supplied from the heat source H1 flows in the order of the evaporator 12 → the heat recovery unit 34 and is discharged to the outside. Further, the cooling fluid supplied from the heat source H2 flows through the condenser 15 and is discharged to the outside. The power generation working fluid is pump 11A → regenerator 18 → regenerator 35 → evaporator 12 → gas-liquid separator 17 → superheater 32 → turbine 13A → absorber 20 → condenser 15 → tank 16A → pump 11A → In this order, or pump 11A → regenerator 18 → regenerator 35 → evaporator 12 → gas-liquid separator 17 → regenerator 18 → reducing valve 19 → absorber 20 → condenser 15 → tank 16A → pump 11A → It circulates in the carina cycle circuit in the order of. The heat pump working fluid circulates in the heat pump circuit in the order of the compressor 31 → the superheater 32 → the regenerator 35 → the expansion valve 33 → the heat recovery device 34 → the compressor 31 →.

なお、本発明の第四の実施形態に係る温度差発電装置1Dは、発電作動流体としてアンモニアと水との混合物を用いるとともにヒートポンプ作動流体としてアンモニアを用い、蒸発器12に供給される熱源流体の温度を28.0℃、過熱器32に供給されるヒートポンプ作動流体の温度を60.0℃、過熱器32から排出されるヒートポンプ作動流体の温度を40.0℃、過熱器32に供給される発電作動流体の温度を25.6℃、過熱器32から排出される発電作動流体の温度を55.0℃としたとき、(ヒートポンプ回路を有していない従来のカリーナサイクルを用いた発電装置の発電効率を100.0として換算したところ、)圧縮機31での使用電力を差し引いても、最大で178.2の発電効率を得ることができる。
また、本発明の第四の実施形態に係る温度差発電装置1Dは、発電作動流体としてアンモニアと水との混合物を用いるとともにヒートポンプ作動流体としてアンモニアを用い、蒸発器12に供給される熱源流体の温度を28.0℃、過熱器32に供給されるヒートポンプ作動流体の温度を70℃、過熱器32から排出されるヒートポンプ作動流体の温度を40.0℃、過熱器32に供給される発電作動流体の温度を25.6℃、過熱器32から排出される発電作動流体の温度を65.0℃としたとき、(ヒートポンプ回路を有していない従来のカリーナサイクルを用いた発電装置の発電効率を100.0として換算したところ、)圧縮機31での使用電力を差し引いて、最大で196.2の発電効率を得ることができる。
The temperature difference power generator 1D according to the fourth embodiment of the present invention uses a mixture of ammonia and water as a power generation working fluid and also uses ammonia as a heat pump working fluid, and the heat source fluid supplied to the evaporator 12 The temperature is 28.0 ° C., the temperature of the heat pump working fluid supplied to the superheater 32 is 60.0 ° C., the temperature of the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 is 40.0 ° C., and the superheater 32 is supplied. When the temperature of the power generation working fluid is 25.6 ° C. and the temperature of the power generation working fluid discharged from the superheater 32 is 55.0 ° C. (of a power generation device using a conventional carina cycle that does not have a heat pump circuit) When the power generation efficiency is converted to 100.0, a maximum power generation efficiency of 178.2 can be obtained even if the power used in the compressor 31 is subtracted.
In addition, the temperature difference power generator 1D according to the fourth embodiment of the present invention uses a mixture of ammonia and water as a power generation working fluid and uses ammonia as a heat pump working fluid, and the heat source fluid supplied to the evaporator 12 The temperature is 28.0 ° C., the temperature of the heat pump working fluid supplied to the superheater 32 is 70 ° C., the temperature of the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 is 40.0 ° C., and the power generation operation supplied to the superheater 32 When the temperature of the fluid is 25.6 ° C. and the temperature of the power generation working fluid discharged from the superheater 32 is 65.0 ° C. (the power generation efficiency of the power generation apparatus using a conventional carina cycle not having a heat pump circuit) The power generation efficiency of 196.2 at the maximum can be obtained by subtracting the power used in the compressor 31).

本発明の第四の実施形態に係る温度差発電装置1Dは、再生器35で予め加熱された発電作動流体を蒸発器12へ供給するので、熱源H1から供給される熱源流体の流量を低減したり、より低温の熱源流体を用いたりすることができる。また、蒸発器12を小型化することができる。   Since the temperature difference power generation device 1D according to the fourth embodiment of the present invention supplies the power generation working fluid preheated by the regenerator 35 to the evaporator 12, the flow rate of the heat source fluid supplied from the heat source H1 is reduced. Or a lower temperature heat source fluid can be used. Moreover, the evaporator 12 can be reduced in size.

<第五の実施形態>
続いて、本発明の第五の実施形態に係る温度差発電装置について、第三の実施形態に係る温度差発電装置1Cとの相違点を中心に、図5を参照して説明する。図5に示すように、本発明の第五の実施形態に係る温度差発電装置1Eは、ウエハラサイクルを用いた装置であって、ウエハラサイクル回路の構成要素として、タービン13Eと、発電機14Eと、タンク16Eと、ポンプ11Eと、加熱器21と、をさらに備える。すなわち、カリーナサイクル回路にこれらの構成要素を追加したものが、ウエハラサイクル回路である。
<Fifth embodiment>
Next, a temperature difference power generation device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 with a focus on differences from the temperature difference power generation device 1C according to the third embodiment. As shown in FIG. 5, the temperature difference power generation device 1E according to the fifth embodiment of the present invention is a device that uses a Wafer cycle, and includes a turbine 13E, a generator 14E, and the components of the Wafer cycle circuit. , A tank 16E, a pump 11E, and a heater 21 are further provided. In other words, the Uehara cycle circuit is obtained by adding these components to the carina cycle circuit.

タービン13Eは、タービン13Aよりも上流側に設けられており、過熱器32から排出された発電作動流体によって回転駆動する翼状体である。タービン13Eを回転駆動させた発電作動流体の一部は、下流側のタービン13Aへ排出され、他部は、加熱器21へ排出される。   The turbine 13E is provided on the upstream side of the turbine 13A and is a wing-like body that is rotationally driven by the power generation working fluid discharged from the superheater 32. A part of the power generation working fluid that rotationally drives the turbine 13 </ b> E is discharged to the downstream turbine 13 </ b> A, and the other part is discharged to the heater 21.

すなわち、タービン13Eの上流側端部は、パイプを介して過熱器32に流体流通可能に接続されており、タービン13Eの下流側端部は、パイプを介してタービン13A及び加熱器21に流体流通可能に接続されている。   That is, the upstream end of the turbine 13E is connected to the superheater 32 via a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the turbine 13E flows to the turbine 13A and the heater 21 via the pipe. Connected as possible.

発電機14Eは、タービン13Eに連結されており、タービンの回転によって発電を行う装置である。   The generator 14E is connected to the turbine 13E and is a device that generates power by rotating the turbine.

タンク16Eには、凝縮器15から排出された発電作動流体が一時貯留される。   The power generation working fluid discharged from the condenser 15 is temporarily stored in the tank 16E.

すなわち、タンク16Eの上流側端部は、パイプを介して凝縮器15に流体流通可能に接続されており、タンク16Eの下流側端部は、パイプを介してポンプ11Eに流体流通可能に接続されている。   That is, the upstream end of the tank 16E is connected to the condenser 15 via a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the tank 16E is connected to the pump 11E via a pipe so that fluid can flow. ing.

ポンプ11Eは、ポンプ11Aとともにウエハラサイクル回路内の発電作動流体の流れを発生するものであって、タンク16E内の発電作動流体を汲み出して加熱器21へ供給する。   The pump 11E generates a flow of the power generation working fluid in the Uehara cycle circuit together with the pump 11A. The pump 11E pumps the power generation working fluid in the tank 16E and supplies it to the heater 21.

すなわち、ポンプ11Eの上流側端部は、パイプを介してタンク16Eに流体流通可能に接続されており、ポンプ11Eの下流側端部は、パイプを介して加熱器21に流体流通可能に接続されている。   That is, the upstream end of the pump 11E is connected to the tank 16E via a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the pump 11E is connected to the heater 21 via a pipe so that fluid can flow. ing.

加熱器21は、タービン13Eから排出された発電作動流体と、ポンプ16Eから排出された発電作動流体と、を熱交換することによって、これらの温度差を低減する熱交換器である。熱交換後、これらの発電作動流体は、ともにタンク16Aへ排出される。   The heater 21 is a heat exchanger that reduces a temperature difference between the power generation working fluid discharged from the turbine 13E and the power generation working fluid discharged from the pump 16E. After the heat exchange, both of these power generation working fluids are discharged to the tank 16A.

すなわち、加熱器21は、タービン13Eから排出された発電作動流体が流通する流路と、ポンプ11Eから排出された発電作動流体が流通する流路と、を備えており、タービン13Eから排出された発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介してタービン13Eに流体流通可能に接続されており、タービン13Eから排出された発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介してタンク16Aに流体流通可能に接続されている。また、ポンプ11Eから排出された発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介してポンプ11Eに流体流通可能に接続されており、ポンプ11Eから排出された発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介してタンク16Aに流体流通可能に接続されている。   That is, the heater 21 includes a flow path through which the power generation working fluid discharged from the turbine 13E flows and a flow path through which the power generation working fluid discharged from the pump 11E flows, and is discharged from the turbine 13E. The upstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected to the turbine 13E via a pipe so that the fluid can flow, and the downstream end of the flow path for the power generation working fluid discharged from the turbine 13E is It is connected to the tank 16A through a pipe so that fluid can flow. Further, the upstream end of the flow path for the power generation working fluid discharged from the pump 11E is connected to the pump 11E through a pipe so that the fluid can flow, and the flow for the power generation working fluid discharged from the pump 11E. The downstream end of the path is connected to the tank 16A through a pipe so that fluid can flow.

本発明の第五の実施形態に係る温度差発電装置1Eにおいて、熱源H1から供給される熱源流体は、蒸発器12→熱回収器34の順に流れて外部へ排出される。また、熱源H2から供給される冷却用流体は、凝縮器15を流れて外部へ排出される。また、発電作動流体は、ポンプ11A→再生器18→蒸発器12→気液分離器17→過熱器32→タービン13E→タービン13A→吸収器20→凝縮器15→タンク16E→ポンプ11E→加熱器21→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順、ポンプ11A→再生器18→蒸発器12→気液分離器17→過熱器32→タービン13E→加熱器21→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順、又は、ポンプ11A→再生器18→蒸発器12→気液分離器17→再生器18→減圧弁19→吸収器20→凝縮器15→タンク16E→ポンプ11E→加熱器21→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順にウエハラサイクル回路内を循環する。また、ヒートポンプ作動流体は、圧縮機31→過熱器32→膨張弁33→熱回収器34→圧縮機31→・・・の順にヒートポンプ回路内を循環する。   In the temperature difference power generator 1E according to the fifth embodiment of the present invention, the heat source fluid supplied from the heat source H1 flows in the order of the evaporator 12 → the heat recovery unit 34 and is discharged to the outside. Further, the cooling fluid supplied from the heat source H2 flows through the condenser 15 and is discharged to the outside. The power generation working fluid is pump 11A → regenerator 18 → evaporator 12 → gas-liquid separator 17 → superheater 32 → turbine 13E → turbine 13A → absorber 20 → condenser 15 → tank 16E → pump 11E → heater. 21 → tank 16A → pump 11A →..., Pump 11A → regenerator 18 → evaporator 12 → gas-liquid separator 17 → superheater 32 → turbine 13E → heater 21 → tank 16A → pump 11A → Or in the order of pump 11A → regenerator 18 → evaporator 12 → gas / liquid separator 17 → regenerator 18 → reducing valve 19 → absorber 20 → condenser 15 → tank 16E → pump 11E → heater 21 → tank It circulates in the wafer cycle circuit in the order of 16A → pump 11A →. The heat pump working fluid circulates in the heat pump circuit in the order of the compressor 31 → the superheater 32 → the expansion valve 33 → the heat recovery device 34 → the compressor 31 →.

本発明の第五の実施形態に係る温度差発電装置1Eは、タービン及び発電機を二組(上流側のタービン13E及び発電機14E、下流側のタービン13A及び発電機14A)設けたので、発電効率をさらに高めることができる。   The temperature difference power generator 1E according to the fifth embodiment of the present invention is provided with two sets of turbines and generators (upstream turbine 13E and generator 14E, downstream turbine 13A and generator 14A). Efficiency can be further increased.

<第六の実施形態>
続いて、本発明の第六の実施形態に係る温度差発電装置について、第五の実施形態に係る温度差発電装置1Eとの相違点を中心に、図6を参照して説明する。図6に示すように、本発明の第六の実施形態に係る温度差発電装置1Fは、ウエハラサイクルを用いた装置であって、ヒートポンプ回路の構成要素として、再生器35をさらに備える。
<Sixth embodiment>
Subsequently, a temperature difference power generation device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 with a focus on differences from the temperature difference power generation device 1E according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 6, the temperature difference power generation device 1F according to the sixth embodiment of the present invention is a device that uses a Uehara cycle, and further includes a regenerator 35 as a component of the heat pump circuit.

再生器35は、再生器18から排出された発電作動流体と、過熱器32から排出されたヒートポンプ作動流体と、を熱交換することによって、発電作動流体を加熱する熱交換器である。熱交換後、発電作動流体は、蒸発器12へ排出され、ヒートポンプ作動流体は、膨張弁33へ排出される。   The regenerator 35 is a heat exchanger that heats the power generation working fluid by exchanging heat between the power generation working fluid discharged from the regenerator 18 and the heat pump working fluid discharged from the superheater 32. After the heat exchange, the power generation working fluid is discharged to the evaporator 12, and the heat pump working fluid is discharged to the expansion valve 33.

すなわち、再生器35は、発電作動流体が流通する流路と、ヒートポンプ作動流体が流通する流路と、を備えており、発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して再生器18に流体流通可能に接続されており、発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して蒸発器12に流体流通可能に接続されている。また、ヒートポンプ作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して過熱器32に流体流通可能に接続されており、ヒートポンプ作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して膨張弁33に流体流通可能に接続されている。   That is, the regenerator 35 includes a flow path through which the power generation working fluid flows and a flow path through which the heat pump working fluid flows, and the upstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected via a pipe. It is connected to the regenerator 18 so that fluid can flow, and the downstream end of the flow path for the power generation working fluid is connected to the evaporator 12 via a pipe so that fluid can flow. The upstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the superheater 32 through a pipe so that the fluid can flow therethrough, and the downstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the pipe via the pipe. The expansion valve 33 is connected to be able to flow fluid.

本発明の第六の実施形態に係る温度差発電装置1Fにおいて、熱源H1から供給される熱源流体は、蒸発器12→熱回収器34の順に流れて外部へ排出される。また、熱源H2から供給される冷却用流体は、凝縮器15を流れて外部へ排出される。また、発電作動流体は、ポンプ11A→再生器18→再生器35→蒸発器12→気液分離器17→過熱器32→タービン13E→タービン13A→吸収器20→凝縮器15→タンク16E→ポンプ11E→加熱器21→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順、ポンプ11A→再生器18→再生器35→蒸発器12→気液分離器17→過熱器32→タービン13E→加熱器21→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順、又は、ポンプ11A→再生器18→再生器35→蒸発器12→気液分離器17→再生器18→減圧弁19→吸収器20→凝縮器15→タンク16E→ポンプ11E→加熱器21→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順にウエハラサイクル回路内を循環する。また、ヒートポンプ作動流体は、圧縮機31→過熱器32→再生器35→膨張弁33→熱回収器34→圧縮機31→・・・の順にヒートポンプ回路内を循環する。   In the temperature difference power generator 1F according to the sixth embodiment of the present invention, the heat source fluid supplied from the heat source H1 flows in the order of the evaporator 12 → the heat recovery device 34 and is discharged to the outside. Further, the cooling fluid supplied from the heat source H2 flows through the condenser 15 and is discharged to the outside. The power generation working fluid is pump 11A → regenerator 18 → regenerator 35 → evaporator 12 → gas-liquid separator 17 → superheater 32 → turbine 13E → turbine 13A → absorber 20 → condenser 15 → tank 16E → pump. 11E → heater 21 → tank 16A → pump 11A →..., Pump 11A → regenerator 18 → regenerator 35 → evaporator 12 → gas-liquid separator 17 → superheater 32 → turbine 13E → heater 21 → Tank 16A → Pump 11A →... Or Pump 11A → Regenerator 18 → Regenerator 35 → Evaporator 12 → Gas-liquid separator 17 → Regenerator 18 → Pressure reducing valve 19 → Absorber 20 → Condenser 15 → Tank 16E → Pump 11E → Heater 21 → Tank 16A → Pump 11A →... The heat pump working fluid circulates in the heat pump circuit in the order of the compressor 31 → the superheater 32 → the regenerator 35 → the expansion valve 33 → the heat recovery device 34 → the compressor 31 →.

本発明の第六の実施形態に係る温度差発電装置1Fは、再生器35で予め加熱された発電作動流体を蒸発器12へ供給するので、熱源H1から供給される熱源流体の流量を低減したり、より低温の熱源流体を用いたりすることができる。また、蒸発器12を小型化することができる。   Since the temperature difference power generation device 1F according to the sixth embodiment of the present invention supplies the power generation working fluid preheated by the regenerator 35 to the evaporator 12, the flow rate of the heat source fluid supplied from the heat source H1 is reduced. Or a lower temperature heat source fluid can be used. Moreover, the evaporator 12 can be reduced in size.

<第七の実施形態>
続いて、本発明の第七の実施形態に係る温度差発電装置について、第五の実施形態に係る温度差発電装置1Eとの相違点を中心に、図7を参照して説明する。図7に示すように、本発明の第七の実施形態に係る温度差発電装置1Gは、ウエハラサイクルを用いた装置であって、ヒートポンプ回路の構成要素として、再熱器36をさらに備える。
<Seventh embodiment>
Subsequently, a temperature difference power generation device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7, focusing on differences from the temperature difference power generation device 1E according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 7, the temperature difference power generation device 1G according to the seventh embodiment of the present invention is a device that uses a Uehara cycle, and further includes a reheater 36 as a component of the heat pump circuit.

再熱器36は、上流側のタービン13Eから排出された発電作動流体と、過熱器32から排出されたヒートポンプ作動流体と、を熱交換することによって、発電作動流体を再加熱する熱交換器である。熱交換後、発電作動流体は、タービン14Eへ排出され、ヒートポンプ作動流体は、膨張弁33へ排出される。   The reheater 36 is a heat exchanger that reheats the power generation working fluid by exchanging heat between the power generation working fluid discharged from the upstream turbine 13E and the heat pump working fluid discharged from the superheater 32. is there. After the heat exchange, the power generation working fluid is discharged to the turbine 14E, and the heat pump working fluid is discharged to the expansion valve 33.

すなわち、再熱器36は、タービン13Eから排出された発電作動流体が流通する流路と、過熱器32から排出されたヒートポンプ作動流体が流通する流路と、を備えており、発電作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介してタービン13Eに流体流通可能に接続されており、発電作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介してタービン13Aに流体流通可能に接続されている。また、ヒートポンプ作動流体用の流路の上流側端部は、パイプを介して過熱器32に流体流通可能に接続されており、ヒートポンプ作動流体用の流路の下流側端部は、パイプを介して膨張弁33に流体流通可能に接続されている。   That is, the reheater 36 includes a flow path through which the power generation working fluid discharged from the turbine 13E flows, and a flow path through which the heat pump working fluid discharged from the superheater 32 flows. The upstream end of the flow path is connected to the turbine 13E via a pipe so that fluid can flow, and the downstream end of the power generation working fluid flow path can flow to the turbine 13A via a pipe. It is connected to the. The upstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the superheater 32 through a pipe so that the fluid can flow therethrough, and the downstream end of the heat pump working fluid channel is connected to the pipe via the pipe. The expansion valve 33 is connected to be able to flow fluid.

本発明の第七の実施形態に係る温度差発電装置1Gにおいて、熱源H1から供給される熱源流体は、蒸発器12→熱回収器34の順に流れて外部へ排出される。また、熱源H2から供給される冷却用流体は、凝縮器15を流れて外部へ排出される。また、発電作動流体は、ポンプ11A→再生器18→蒸発器12→気液分離器17→過熱器32→タービン13E→再熱器36→タービン13A→吸収器20→凝縮器15→タンク16E→ポンプ11E→加熱器21→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順、ポンプ11A→再生器18→蒸発器12→気液分離器17→過熱器32→タービン13E→加熱器21→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順、又は、ポンプ11A→再生器18→蒸発器12→気液分離器17→再生器18→減圧弁19→吸収器20→凝縮器15→タンク16E→ポンプ11E→加熱器21→タンク16A→ポンプ11A→・・・の順にウエハラサイクル回路内を循環する。また、ヒートポンプ作動流体は、圧縮機31→過熱器32→再熱器36→膨張弁33→熱回収器34→圧縮機31→・・・の順にヒートポンプ回路内を循環する。   In the temperature difference power generator 1G according to the seventh embodiment of the present invention, the heat source fluid supplied from the heat source H1 flows in the order of the evaporator 12 → the heat recovery unit 34 and is discharged to the outside. Further, the cooling fluid supplied from the heat source H2 flows through the condenser 15 and is discharged to the outside. The power generation working fluid is pump 11A → regenerator 18 → evaporator 12 → gas / liquid separator 17 → superheater 32 → turbine 13E → reheater 36 → turbine 13A → absorber 20 → condenser 15 → tank 16E → Pump 11E → heater 21 → tank 16A → pump 11A →... Pump 11A → regenerator 18 → evaporator 12 → gas-liquid separator 17 → superheater 32 → turbine 13E → heater 21 → tank 16A → Pump 11A → ... in this order, or pump 11A → regenerator 18 → evaporator 12 → gas-liquid separator 17 → regenerator 18 → reducing valve 19 → absorber 20 → condenser 15 → tank 16E → pump 11E → It circulates in the wafer cycle circuit in the order of the heater 21 → tank 16A → pump 11A →. The heat pump working fluid circulates in the heat pump circuit in the order of the compressor 31 → the superheater 32 → the reheater 36 → the expansion valve 33 → the heat recovery device 34 → the compressor 31 →.

本発明の第七の実施形態に係る温度差発電装置1Fは、再熱器36で再加熱された発電作動流体を下流側のタービン13Aへ供給するので、下流側の発電機14Aにおける発電効率を高めることができる。   Since the temperature difference power generation device 1F according to the seventh embodiment of the present invention supplies the power generation working fluid reheated by the reheater 36 to the downstream turbine 13A, the power generation efficiency in the downstream generator 14A is increased. Can be increased.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。例えば、第六の実施形態の温度差発電装置1Fに、第七の実施形態の温度差発電装置1Gにおける再熱器36を追加することができる。また、温度差発電装置1A〜1Gは、工場から排出された排気ガス、温排水等を熱源流体として用いる発電だけでなく、海洋表層における比較的高温の温海水を熱源流体として用いるとともに海洋深層における比較的低温の冷海水を冷却用流体として用いる海洋温度差発電、地下から汲み出した地熱、蒸気等を熱源流体として用いる地熱発電等にも適用可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A design change is possible suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the reheater 36 in the temperature difference power generation device 1G of the seventh embodiment can be added to the temperature difference power generation device 1F of the sixth embodiment. Moreover, the temperature difference power generators 1A to 1G use not only power generation using exhaust gas discharged from a factory, warm drainage as a heat source fluid, but also relatively warm hot sea water in the ocean surface as a heat source fluid and in the deep ocean. The present invention can also be applied to ocean temperature differential power generation using relatively low-temperature cold seawater as a cooling fluid, geothermal power generation using geothermal heat, steam, or the like as a heat source fluid.

1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G 温度差発電装置
11A,11E ポンプ
12 蒸発器
13A,13E タービン
14A,14E 発電機
15 凝縮器
16A,16E タンク
17 気液分離器
18 再生器
19 減圧弁
20 吸収器
21 加熱器
31 圧縮機
32 過熱器
33 膨張弁
34 熱回収器
35 再生器
36 再熱器
H1,H2 熱源
1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G Temperature difference generator 11A, 11E Pump 12 Evaporator 13A, 13E Turbine 14A, 14E Generator 15 Condenser 16A, 16E Tank 17 Gas-liquid separator 18 Regenerator 19 Depressurization Valve 20 Absorber 21 Heater 31 Compressor 32 Superheater 33 Expansion valve 34 Heat recovery device 35 Regenerator 36 Reheater H1, H2 Heat source

Claims (3)

熱源から供給される熱源流体と発電作動流体とを熱交換することによって、前記発電作動流体を気化する蒸発器と、
前記蒸発器に前記発電作動流体を供給するポンプと、
前記蒸発器で気化した前記発電作動流体によって駆動するタービンと、
前記タービンの駆動によって発電を行う発電機と、
前記タービンから排出された前記発電作動流体を凝縮して前記ポンプへ排出する凝縮器と、
を備える温度差発電装置であって、
ヒートポンプ作動流体を圧縮する圧縮機と、
前記蒸発器と前記タービンとの間に設けられ、前記圧縮機で圧縮された前記ヒートポンプ作動流体と前記蒸発器で気化した前記発電作動流体とを熱交換することによって、前記発電作動流体を過熱して前記タービンへ排出する過熱器と、
前記過熱器から排出された前記ヒートポンプ作動流体を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁から排出された前記ヒートポンプ作動流体と前記蒸発器から排出された前記熱源流体とを熱交換することによって、前記ヒートポンプ作動流体を加熱して前記圧縮機へ排出する熱回収器と、
を備えることを特徴とする温度差発電装置。
An evaporator that vaporizes the power generation working fluid by exchanging heat between the heat source fluid supplied from the heat source and the power generation working fluid;
A pump for supplying the power generation working fluid to the evaporator;
A turbine driven by the power generation working fluid vaporized in the evaporator;
A generator for generating electricity by driving the turbine;
A condenser for condensing the power generation working fluid discharged from the turbine and discharging it to the pump;
A temperature difference power generation device comprising:
A compressor for compressing the heat pump working fluid;
The heat generating working fluid is superheated by exchanging heat between the heat pump working fluid provided between the evaporator and the turbine and compressed by the compressor and the power generating working fluid vaporized by the evaporator. A superheater discharged to the turbine,
An expansion valve for expanding the heat pump working fluid discharged from the superheater;
A heat recovery unit that heats and discharges the heat pump working fluid to the compressor by exchanging heat between the heat pump working fluid discharged from the expansion valve and the heat source fluid discharged from the evaporator;
A temperature difference power generation device comprising:
前記ポンプと前記蒸発器との間に設けられ、前記過熱器から排出された前記ヒートポンプ作動流体と前記蒸発器へ供給される前記発電作動流体とを熱交換することによって、前記ヒートポンプ作動流体を加熱して前記蒸発器へ排出する再生器をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の温度差発電装置。
The heat pump working fluid is heated by exchanging heat between the heat pump working fluid provided between the pump and the evaporator and discharged from the superheater and the power generation working fluid supplied to the evaporator. The temperature difference power generator according to claim 1, further comprising a regenerator that discharges to the evaporator.
前記タービンとして、直列に組まれた二つのタービンを備えるとともに、前記発電機として、前記二つのタービンにそれぞれ対応して設けられた二つの発電機を備え、
前記凝縮器は、下流側の前記タービンと流体流通可能に接続されており、
上流側の前記タービンから排出された前記発電作動流体と前記凝縮器で凝縮された前記発電作動流体とを熱交換し、熱交換されたこれらの前記発電作動流体を前記ポンプへ排出する加熱器と、
上流側の前記タービンから排出された前記発電作動流体と前記過熱器から排出された前記ヒートポンプ作動流体とを熱交換することによって、前記発電作動流体を加熱して下流側の前記タービンへ排出する再熱器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の温度差発電装置。
The turbine includes two turbines assembled in series, and the generator includes two generators provided corresponding to the two turbines, respectively.
The condenser is connected to the turbine on the downstream side so that fluid can flow therethrough,
A heater for exchanging heat between the power generation working fluid discharged from the turbine on the upstream side and the power generation working fluid condensed by the condenser and discharging the heat-exchanged power generation working fluid to the pump; ,
By exchanging heat between the power generation working fluid discharged from the upstream turbine and the heat pump working fluid discharged from the superheater, the power generation working fluid is heated and discharged to the downstream turbine. A heater,
The temperature difference power generator according to claim 1, further comprising:
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